为什么说量子计算不是伪命题

任何一种技术在拿出真刀真枪的成效之前，都免不了被质疑和否定的阶段，量子计算也不例外，如果说有人对量子技术未来的应用前景抱有观望态度尚可理解，然而对于一些轻易判定量子是世纪大忽悠的言论，恕笔者不敢苟同。

首先，量子计算它有明确的、强烈的“需求侧”支撑。

量子计算机作为量子技术的一大应用领地，为什么说它不是忽悠呢?

在量子计算之前的系列文章中，笔者已经多次安利未来量子计算爆发时给科技圈带来的爆炸式增长红利，最直接的受益者包括但不限于：

计算性能

受制于摩尔定律渐至天花板，由芯片集成度所带动的计算性能的革新已然走到一个瓶颈，而量子计算以其颠覆性的全新存储和计算机制(量子比特)，无论是在存储容量、运算速度还是性能拓展方面，都将掀起新一轮的“计算革命”，让传统计算机直面量子计算机，有望上演新旧交替战。

关于量子计算机和传统计算机的对比，MIT 机械工程教授 Seth Lloyd 有过一个直观的描述：一台 300Q 的量子计算机就足以运算自宇宙大爆炸以来历史上所有的数据信息。IBM认知计算系统 Watson 的 CTO 也曾表示，量子计算和人工智能的协同合作是一件非常自然的事情。如果人工智能想要超越并提升人类的认知水平，运算必须要更快，探测更敏捷，耗能更低。量子计算机极有可能帮助我们实现所有的目标。

人工智能

量子计算是真正的异构计算，在未来，若能实现计算性能的突飞猛进，那么物联网时代所产生的海量大数据也找到了分析处理的好去处。近些年，人工智能领域不断推陈出新，刷新着黑科技的上限，然而在神经网络、机器学习等方面，仍存在着令科学家们头疼的难题。而量子计算的入局，为大量原始数据进行可行性分析，这将为神经网络、机器学习开源新的思路，并进一步拓宽人工智能所辐射的“辖区”。

生物化学制药

现阶段的药物试验主要依赖以经验为主导的团队进行不断试错，从大量数据和微观分子结构两个角度来提升药物性能，然后进行以上试错、复盘的循环过程。未来，在量子计算的助力下，将有望以更快的速度、更广的可能性范围进行试错和复盘，从大数据的质与量、微观分子结构两个方面精准改进传统的药物研究模式。

这三个方面只是量子计算技术应用领域的冰山一角，然而已足以显示出革命性的技术驱动力的和强大的市场潜力。既然需求侧对量子计算描绘的这张“大饼”盼望如此殷切，那量子计算技术本身也是打铁还需自身硬，近些年发展速度也相当亮眼。

各路玩家奇招频出，一时间该领域可谓百花齐放百家争鸣，继 IBM 的离子阱方案和谷歌的量子+人工智能路线之后，微软提出粒子+拓扑量子计算路线、英特尔提出硅材料理论路线 ，巨头们纷纷掷重金扎入量子计算的激烈竞争中。

谷歌、IBM：截然不同技术进化路线，或殊途同归

正如所有前沿技术每一个细微的技术进步都极其“举步维艰”，最近量子计算在谷歌、IBM 两大巨头的“冠亚军争夺赛”中取得的模式上的突破也同样令人兴奋。

上个月，当 IBM 对外宣布将推出全球首个通用的量子计算平台时，没见过世面的笔者着实被 IBM 的大手笔的开源战略思路惊艳到，在《科普丨噱头还是实战?一文看懂 IBM Q 首个通用量子计算平台》一文中也回顾了 IBM 自2014年宣布耗资30亿美元研发下一代量子芯片至今的主要成就和战略转折。

这里不再细述，总结一句就是，为了逐渐逼近“50量子位”的量子霸权时代野望，IBM 将推出业界第一个商用化通用量子计算系统 IBM Q，共享其相应的量子计算 API，借助开发者的力量共同构建量子计算生态圈。

此外，IBM 更加注重理论与实践的结合，在量子计算技术推进的同时也考虑到技术面世后的落地场景。

如果说 IBM 所宣布的首个通用平台尚未推出，还未让科技圈感到直观的震惊，那么近日谷歌宣布，计划于年底前利用自家量子芯片打造出拥有49个量子位的量子计算机，这简直是筑起了一条通往“量子霸权”时代的鹊桥。因为，49个量子比特所代表的“量子霸权”，是指“量子计算机在一些领域有传统计算机所不具有的能力”，比如在化学和材料学里模拟分子结构，还有处理密码学、机器学习的一些问题。

若计划实现，这将是世界上第一台超越传统计算机的量子计算机，而谷歌的“量子霸权”时代业终将成真。对于“量子霸权”临界点的追求，IBM 也曾有过期待，它的描述是：IBM 计划打造超过50量子位的量子计算机，传统计算机将会被变成垃圾!然而现在，谷歌却直截了当的告诉你，年底，就年底!

谷歌的梦想要如何实现?最基本的，还要依靠其极微超导电路的方案。超导是实现量子计算的五大技术流派之一：

它确实有许多吸引人的优点

：

1. 电流回路可以被肉眼观察到。

2. 使用简单的微波仪器就能控制，不需要对操作要求苛刻的激光。

3. 使用传统计算机芯片制造技术就能生产。

4. 运转速度非常快。

超导技术有一个致命缺陷

但是，：环境噪音。即使是控制设备的噪音，也能在远远不足一微秒的瞬间扰乱量子叠加。如今工程技术的优化，已使电路的稳定性提高了近百万倍，所以量子叠加状态可以维持数十微秒，但这仍远远不如离子。

因此，即便谷歌在 D-Wave 及众多高校的加持下，目前公布的成果仍然只有一台9个量子位的计算机。此外，超过30位的量子比特，传统计算机就难以模拟了。而此次放话出来要推出49位的量子计算机，不难想象，在稳定量子态的制备这个世界难题上，谷歌面临的挑战压力山大。

虽前途未卜，但不妨听听业内大咖对比一下 IBM 和谷歌这两家截然不同的量子演进路线：

中科院量子信息与量子科技前沿卓越创新中心、中国科学技术大学上海研究院副研究员张文卓曾对这两大巨头的路线进行过这样的评价：

“实现量子计算的物理方案有很多种，IBM 和谷歌的系统不一样，使用离子阱方案，无法扩展到很大，相比之下谷歌使用的是超导电路方案，原则上可以无限制扩展，这样看来，谷歌投的方案前景更大。”

技术流派之争对于技术本身的革新而言是利大于弊的，因此 IBM 和谷歌采取不同的流派、方法甚至是模式，对于量子计算的推动可能更加多元、有效，而最终的评判标准仍然是更快的技术布局速度、更先进的量子计算成果，甚至是完善的商业化生态构建。 从技术到商用的路仍需要漫长的探索和成型，一如量子技术不断试错和演进的过程。对此，量子技术泰斗级人物、日内瓦大学量子科学家 NicolasGisin 教授也表示了：

“在量子计算机的商业化进程中，最初的采用者将会受到最大好处。受制于技术壁垒，后来进入的参与者会难以达到同样水平的技术产品和服务。”

IBM 和谷歌基于超前的布局和长期的技术探索，在量子计算领域站稳了冠亚军的其中一席，而不远的未来，也就是年底或几年内，两大巨头的量子计算成果将面临第一次全世界瞩目的正面 PK，谁能问鼎量子之巅，且拭目以待!